RabbitMQ交换机与队列研究

一、交换机

交换机主要包括如下4种类型：
Direct exchange（直连交换机）
Fanout exchange（扇型交换机）
Topic exchange（主题交换机）
Headers exchange（头交换机）

另外RabbitMQ默认定义了一些交换机：
默认交换机
amq.* exchanges

还有一类特殊的交换机：Dead Letter Exchange（死信交换机）

1.1 Direct exchange（直连交换机）

将消息的routing key与队列的binding key进行精确匹配，匹配上则发送到相应队列，可以发送到多个队列，若无匹配，则转发队列失败。

1.2 Fanout exchange（扇型交换机）

将消息发送到所有队列，不会计算消息的routing key与队列的binding key是否匹配。

1.3 Topic exchange（主题交换机）

将消息的routing key与队列的binding key进行模糊匹配，匹配上则发送到相应队列，可以发送到多个队列，若无匹配，则转发队列失败。

binding key支持*和#，*只能匹配一个词，#可以匹配多个词。

例如：
order.*可以匹配order.123456，不能匹配order.cancel.123456
order.#可以匹配order.123456和order.cancel.123456

说明：以上例子order.*是binding key，order.123456是routing key

1.4 Headers exchange（头交换机）

不处理路由键，而是根据发送的消息内容中的headers属性进行匹配。在绑定Queue与Exchange时指定一组键值对；当消息发送到RabbitMQ时会取到该消息的headers与Exchange绑定时指定的键值对进行匹配；如果完全匹配则消息会路由到该队列，否则不会路由到该队列。headers属性是一个键值对，可以是HashTable，键值对的值可以是任何类型。而fanout，direct，topic 的路由键都需要要字符串形式的。

匹配规则x-match有下列两种类型：
x-match = all ：表示所有的键值对都匹配才能接受到消息
x-match = any ：表示只要有键值对匹配就能接受到消息

1.5 其它交换机

在RabbitMQ默认定义一些交换机，主要如下：

1.5.1 默认交换机

默认交换机（default exchange）实际上是一个由RabbitMQ预先声明好的名字为空字符串的直连交换机（direct exchange）。它有一个特殊的属性使得它对于简单应用特别有用处：那就是每个新建队列（queue）都会自动绑定到默认交换机上，绑定的路由键（routing key）名称与队列名称相同。

如：当你声明了一个名为”hello”的队列，RabbitMQ会自动将其绑定到默认交换机上，绑定（binding）的路由键名称也是为”hello”。因此，当携带着名为”hello”的路由键的消息被发送到默认交换机的时候，此消息会被默认交换机路由至名为”hello”的队列中。即默认交换机看起来貌似能够直接将消息投递给队列，如同我们之前文章里看到一例子。

1.5.2 amq.*的名称的交换机

这些是RabbitMQ默认创建的交换机。这些队列名称被预留做RabbitMQ内部使用，不能被应用使用，否则抛出403 (ACCESS_REFUSED)错误

1.5.3 Dead Letter Exchange（死信交换机）

在默认情况，如果消息在投递到交换机时，交换机发现此消息没有匹配的队列，则这个消息将被悄悄丢弃。为了解决这个问题，RabbitMQ中有一种交换机叫死信交换机。当消费者不能处理接收到的消息时，将这个消息重新发布到另外一个队列中，等待重试或者人工干预。这个过程中的exchange和queue就是所谓的”Dead Letter Exchange 和 Queue”

1.5.4 交换机的属性

除交换机类型外，在声明交换机时还可以附带许多其他的属性，其中最重要的几个分别是：

Name：交换机名称
Durability：是否持久化。如果持久性，则RabbitMQ重启后，交换机还存在
Auto-delete：当所有与之绑定的消息队列都完成了对此交换机的使用后，删掉它
Arguments：扩展参数

二、队列

队列绑定到交换机上，可以设置一个binding key，也可以不设置。

• 当不设置binding key时，若队列绑定到直连交换机或主题交换机，那么生产者发送消息时不设置routing key，才能收到消息。

• 当设置binding key时，若队列绑定到直连交换机或主题交换机，那么生产者发送消息时需要设置routing key，且被binding key匹配上，才能收到消息。

• 当队列绑定到扇形交换机，队列的binding key与消息的routing key无效，不管队列是否设置binding key和生产者是否设置routing key，生产者发送到扇形交换机的消息，队列都能收到。

三、消费者

消费者绑定到某个队列上，当有多个消费者绑定同一队列时，会使用轮循的方式将消息分发给各消费者。

四、生产者

生产者往交换机发送消息，可附带一个routing key，也可以不带。

• 发送消息到直连交换机时，不带routing key，消息只会转发到未设置binding key的队列；带了routing key，消息只会转发到设置了相同binding key的队列。

• 发送消息到扇形交换机时，带不带routing key，消息都会转发给所有队列。

• 发送消息到主题交换机时，不带routing key，消息只会转发到未设置binding key的队列；带了routing key，消息会按照routing key转发被binding key匹配的队列。一般binding key是一个模糊匹配表达式（如：order.*，order.#），routing key是一个精确值（如：order.123456，order.cancel.123456）

参考资料

1. 中间件系列三 RabbitMQ之交换机的四种类型和属性